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[摘 要]电气自动化技术是支持船舶运行的主要技术类型，支撑着整个船舶系统的安全、稳定运行，电气自动化系统的安全性、稳定性直接影响着船舶的航行质量，因此，必须加大船舶电气自动化技术的研究力度，维护船舶的安全。文章分析了我国的船舶电气自动化发展现状，船舶电气自动化的技术特点、船舶电气的自动化关键技术。
[关键词]船舶系统船舶运行航行质量电气自动化技术
中图分类号：U665 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）21-0127-01
前言：
随着我国船舶工业的电气自动化程度、性能和技术水平已有了很大程度的提高，不少设备通过引进、消化、吸收国外先进技术，亦已达到了国际先进水平。，通过借鉴和吸收外国在船舶电气自动化先进的技术和经验，并结合我国的自主研发以及模式创新，我国的船舶电气自动化水平得到了很大的进步，而且船舶电气自动化的性能也得到了很大提升。船舶电气自动化要求不仅要在技术层面提升水平，而且要在管理层面完善升级已有的机制。
1 我国的船舶电气自动化的发展现状
1.1 GPS全球定位系统
随着科技的快速发展，GPS全球定位系统受到人们的普遍关注。到目前为止，GPS全球定位系统已经可以精确到几米，在我国的船舶上广泛地安装使用，成为船舶等的必备装置。
1.2 船舶整体自动化
网络信息技术和计算机技术的不断进步，促使自动化技术进一步广泛应用于我国的船舶业。纵观21世纪的船舶自动化技术，整个船舶综合自动化成为这个阶段发展的最高水平，船舶综合自动化，将不断收集机舱自动化、导航自动化、机械自动化、装卸自动化等多用途系统，该系统通常有两个工作的母站，由某些控制系统和某些工作变电站组成，通常总站工程将在机房控制室设置，另一个位于驾驶室。现阶段，我国船舶的整体自动化仍然处于不断完善的阶段，我国要加强在船舶整体自动化方面的创新和自主研发，提升我国的船舶电气自动化发展水平。
2 船舶电气自动化技术的特点
2.1 电子信息化
电子信息技术的发展让通讯技术走向完善，特别是电子技术不断地模块化发展都使得电气自动化系统的组态更为多元化、灵活化、综合化。在计算机技术、通讯技术以及网络技术等的支持带动下，船舶电气自动化系统能够凭借控制按钮来发送操作命令，推动并实现了船舶系统的自动化运转。然而，各类船舶有着自身的性能、结构，实际运行中自动化系统也存在差异，这就使得自动化系统可靠性值得深入探讨。
2.2 综合化
现阶段，船舶人机界面的交互功能越来越强大，很多操作能够借助电子屏幕来完成，这为船舶电气自动化技术的综合化发展奠定了重要基础。同时，电子信息技术以及电气模块化的快速发展，使得船舶电气自动化系统能够更加灵活地进行组态，进而使船舶越来越呈现出综合化的发展趋势。
2.3 网络化
数字技术与总线技术的大力普及，促进了船舶电气自动化系统的网络化发展，特别是总线技术的进步与应用，使得船舶的不同部件与模块之间可以很方便地进行信号传送与交流，这是电气自动化系统网络化的重要基础和前提。船舶电气自动化系统的网络化，使得传统的人工操作模式被各种自动化技术所取代，大大提高了电气系统工作的效率及稳定性。
3 船舶电气自动化关键技术
3.1 电力电子技术
（1）轴带发电。轴带发电技术是利用发电机主轴进行驱动，依据主机的工作状态来调整和控制轴带发电机的一种技术。如今主流的轴带发电系统均使用晶闸管逆变方式。为更好地发挥节能降耗效果，研究人员开发了T/G与S/G相组合的SSG系统，其中S/G借助静止变频器和电网连接在一起。若船舶电力消耗过高，T/G无法满足要求，则S/G充当发电机，对船舶电网进行补充供电。若电力消耗较少，功率闲置较多，则S/G充当电动机，利用电网能源来协助主机推进。需注意的是，在S/G系统中，发电机的任何输出活动都要经过变频器的控制与调节，故必须采用大功率的电力电子器件。而现阶段的变频器存在造价高、体型庞大、功率因数低等问题，为解决这些问题，异步轴带发电机技术通过双馈异步电机转子频率补偿来稳定频率和电压，节能效果十分显著。
（2）电力推进。以往电力推进技术仅用于小型船舶之中，但随着技术的不断发展，如今电力推进在大型船舶中也有所应用。船舶电力推进系统的类型比较多样：按照动力来源的不同，可分为柴油机式和燃气轮机式；按电机布置形式，可分为机舱式与吊舱式；按传动方式的不同，可分为交流传动推进和直流传动推进两种，其中交流传动推进是近几年发展的主要方向，原因在于交流传动更能保证系统的稳定性。
3.3 自动化报警技术
机舱自动化监测系统在整个船舶系统内部占据关键地位，具有自动化的信息记录、存储与输出等功能，例如：自动化、精准地记下工作状态下的各项设备，对应形成数据记录，并发出警报信号，这样一方面削减了人为工作时间与工作量，另一方面也实现了整个系统的自动化运行。自动化监测技术正在更新进步，例如：综合监测系统得以开发和运用，能够更为高效地找到并排除故障，也能科学地预测、判断故障，维持系统的高效运转。DCS自动监测系统的利用，统一管控系统获取的数据信息，并通过计算机控制系统来发出警报，同时也能调控现场系统的平稳工作。
3.4 容错技术
所謂的“容错技术”就是自动化系统实际工作中对于故障问题的可承受程度，容错技术所容纳的故障主要指的是：（1）控制系统故障。容错技术教育一定的检测功能，可以有效识别、定位系统故障，并迅速做出处理，以此来确保自动化系统的平稳、高效工作。（2）检测系统故障。系统工作中有问题发生，则可以采用容错技术来更加准确地判断故障类型，以此来保护系统安全。
实际的故障处理按照以下流程：监测、定位、判断故障单元，故障信号传输至决策系统来给予处理。
3.5 储备冗余处理技术
储备冗余处理技术也是保证自动化系统高效运行的关键技术，系统平稳工作状态下，一般应该设计三个能够自主运转的机主储存，它们有着类似的性能、性质、作用，而且可以彼此间穿插使用，通过这种方式来保护自动化系统的高效、平稳运行。实际的储备系统内部，各个单元各自运行、独立运作。即便某一个单元突发故障，其他单元则能取代运行，继续发挥功能，通过这种接替的方式来保护系统的自动化高效、稳定运行。
4 结束语
船舶电气自动化技术能够维护船舶的常规工作与高效运行，必须加大对自动化技术的研究力度，不断优化改进自动化技术，实现自动化技术的优势整合与力量有效发挥。
参考文献
[1] 杜一民.船舶电气自动化系统可靠性保障技术的应用[J].机电信息，2015，（9）.
[2] 白永昕，彭成.船舶电气自动化中几个重要技术的应用[J].世界海运，2016，（3）.
[3] 窦振新，李月英.探讨船舶电气自动化的发展及其设备故障的排除[J].引文版：工程技术，2016（6）.
[4] 谢凯宏，于皓洁.船舶电气自动化系统可靠性保障技术探究[J].科研，2016（7）.
[3] 胥园.船舶电气自动化技术研究[J].中国高新技术企业，2017（15）：113-114.
[关键词]船舶系统船舶运行航行质量电气自动化技术
中图分类号：U665 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）21-0127-01
前言：
随着我国船舶工业的电气自动化程度、性能和技术水平已有了很大程度的提高，不少设备通过引进、消化、吸收国外先进技术，亦已达到了国际先进水平。，通过借鉴和吸收外国在船舶电气自动化先进的技术和经验，并结合我国的自主研发以及模式创新，我国的船舶电气自动化水平得到了很大的进步，而且船舶电气自动化的性能也得到了很大提升。船舶电气自动化要求不仅要在技术层面提升水平，而且要在管理层面完善升级已有的机制。
1 我国的船舶电气自动化的发展现状
1.1 GPS全球定位系统
随着科技的快速发展，GPS全球定位系统受到人们的普遍关注。到目前为止，GPS全球定位系统已经可以精确到几米，在我国的船舶上广泛地安装使用，成为船舶等的必备装置。
1.2 船舶整体自动化
网络信息技术和计算机技术的不断进步，促使自动化技术进一步广泛应用于我国的船舶业。纵观21世纪的船舶自动化技术，整个船舶综合自动化成为这个阶段发展的最高水平，船舶综合自动化，将不断收集机舱自动化、导航自动化、机械自动化、装卸自动化等多用途系统，该系统通常有两个工作的母站，由某些控制系统和某些工作变电站组成，通常总站工程将在机房控制室设置，另一个位于驾驶室。现阶段，我国船舶的整体自动化仍然处于不断完善的阶段，我国要加强在船舶整体自动化方面的创新和自主研发，提升我国的船舶电气自动化发展水平。
2 船舶电气自动化技术的特点
2.1 电子信息化
电子信息技术的发展让通讯技术走向完善，特别是电子技术不断地模块化发展都使得电气自动化系统的组态更为多元化、灵活化、综合化。在计算机技术、通讯技术以及网络技术等的支持带动下，船舶电气自动化系统能够凭借控制按钮来发送操作命令，推动并实现了船舶系统的自动化运转。然而，各类船舶有着自身的性能、结构，实际运行中自动化系统也存在差异，这就使得自动化系统可靠性值得深入探讨。
2.2 综合化
现阶段，船舶人机界面的交互功能越来越强大，很多操作能够借助电子屏幕来完成，这为船舶电气自动化技术的综合化发展奠定了重要基础。同时，电子信息技术以及电气模块化的快速发展，使得船舶电气自动化系统能够更加灵活地进行组态，进而使船舶越来越呈现出综合化的发展趋势。
2.3 网络化
数字技术与总线技术的大力普及，促进了船舶电气自动化系统的网络化发展，特别是总线技术的进步与应用，使得船舶的不同部件与模块之间可以很方便地进行信号传送与交流，这是电气自动化系统网络化的重要基础和前提。船舶电气自动化系统的网络化，使得传统的人工操作模式被各种自动化技术所取代，大大提高了电气系统工作的效率及稳定性。
3 船舶电气自动化关键技术
3.1 电力电子技术
（1）轴带发电。轴带发电技术是利用发电机主轴进行驱动，依据主机的工作状态来调整和控制轴带发电机的一种技术。如今主流的轴带发电系统均使用晶闸管逆变方式。为更好地发挥节能降耗效果，研究人员开发了T/G与S/G相组合的SSG系统，其中S/G借助静止变频器和电网连接在一起。若船舶电力消耗过高，T/G无法满足要求，则S/G充当发电机，对船舶电网进行补充供电。若电力消耗较少，功率闲置较多，则S/G充当电动机，利用电网能源来协助主机推进。需注意的是，在S/G系统中，发电机的任何输出活动都要经过变频器的控制与调节，故必须采用大功率的电力电子器件。而现阶段的变频器存在造价高、体型庞大、功率因数低等问题，为解决这些问题，异步轴带发电机技术通过双馈异步电机转子频率补偿来稳定频率和电压，节能效果十分显著。
（2）电力推进。以往电力推进技术仅用于小型船舶之中，但随着技术的不断发展，如今电力推进在大型船舶中也有所应用。船舶电力推进系统的类型比较多样：按照动力来源的不同，可分为柴油机式和燃气轮机式；按电机布置形式，可分为机舱式与吊舱式；按传动方式的不同，可分为交流传动推进和直流传动推进两种，其中交流传动推进是近几年发展的主要方向，原因在于交流传动更能保证系统的稳定性。
3.3 自动化报警技术
机舱自动化监测系统在整个船舶系统内部占据关键地位，具有自动化的信息记录、存储与输出等功能，例如：自动化、精准地记下工作状态下的各项设备，对应形成数据记录，并发出警报信号，这样一方面削减了人为工作时间与工作量，另一方面也实现了整个系统的自动化运行。自动化监测技术正在更新进步，例如：综合监测系统得以开发和运用，能够更为高效地找到并排除故障，也能科学地预测、判断故障，维持系统的高效运转。DCS自动监测系统的利用，统一管控系统获取的数据信息，并通过计算机控制系统来发出警报，同时也能调控现场系统的平稳工作。
3.4 容错技术
所謂的“容错技术”就是自动化系统实际工作中对于故障问题的可承受程度，容错技术所容纳的故障主要指的是：（1）控制系统故障。容错技术教育一定的检测功能，可以有效识别、定位系统故障，并迅速做出处理，以此来确保自动化系统的平稳、高效工作。（2）检测系统故障。系统工作中有问题发生，则可以采用容错技术来更加准确地判断故障类型，以此来保护系统安全。
实际的故障处理按照以下流程：监测、定位、判断故障单元，故障信号传输至决策系统来给予处理。
3.5 储备冗余处理技术
储备冗余处理技术也是保证自动化系统高效运行的关键技术，系统平稳工作状态下，一般应该设计三个能够自主运转的机主储存，它们有着类似的性能、性质、作用，而且可以彼此间穿插使用，通过这种方式来保护自动化系统的高效、平稳运行。实际的储备系统内部，各个单元各自运行、独立运作。即便某一个单元突发故障，其他单元则能取代运行，继续发挥功能，通过这种接替的方式来保护系统的自动化高效、稳定运行。
4 结束语
船舶电气自动化技术能够维护船舶的常规工作与高效运行，必须加大对自动化技术的研究力度，不断优化改进自动化技术，实现自动化技术的优势整合与力量有效发挥。
参考文献
[1] 杜一民.船舶电气自动化系统可靠性保障技术的应用[J].机电信息，2015，（9）.
[2] 白永昕，彭成.船舶电气自动化中几个重要技术的应用[J].世界海运，2016，（3）.
[3] 窦振新，李月英.探讨船舶电气自动化的发展及其设备故障的排除[J].引文版：工程技术，2016（6）.
[4] 谢凯宏，于皓洁.船舶电气自动化系统可靠性保障技术探究[J].科研，2016（7）.
[3] 胥园.船舶电气自动化技术研究[J].中国高新技术企业，2017（15）：113-114.